기상 위성

Weather satellite
미국 기상 위성 GOES-16

기상 위성 또는 기상 위성은 주로 지구의 날씨와 기후를 감시하기 위해 사용되는 지구 관측 위성이다.위성은 극궤도일 수도 있고(지구 전체를 비동기식으로 덮고 있음), 정지궤도일 [1]수도 있다.

기상 위성은 주로 폭풍 시스템과 다른 구름 패턴의 발달과 움직임을 감지하는 데 사용되지만, 도시의 불빛, 화재, 오염의 영향, 오로라, 모래와 먼지 폭풍, 눈 덮개, 얼음 지도, 해류의 경계, 에너지 흐름과 같은 다른 현상도 감지할 수 있습니다.다른 종류의 환경 정보는 기상 위성을 사용하여 수집된다.기상 위성 사진들은 St. Mountain의 화산재 구름을 관찰하는 데 도움을 주었다. 에트나 [2]산과 같은 다른 화산으로부터의 헬렌과 활동.콜로라도와 유타 등 미국 서부에서 발생한 화재의 연기 또한 감시되고 있다.

엘니뇨와 그의 기상 영향은 위성사진에서 매일 감시된다.남극의 오존 구멍은 기상 위성 데이터로 지도화되어 있다.전체적으로 미국, 유럽, 인도, 중국, 러시아, 일본이 비행하는 기상 위성은 거의 연속적인 세계 기상 관측을 제공한다.

역사

상세 정보:우주에서 본 지구의 첫 이미지
1960년 TIROS-1 기상 위성에서 우주에서 본 최초의 지구 텔레비전 영상
1969년 6월 26일 촬영된 ESA-9 기상위성의 미국 사진 모자이크

1946년 초에, 궤도를 돌면서 날씨를 관측하는 카메라의 아이디어가 개발되었습니다.이는 데이터 관측 범위가 희박하고 로켓에 클라우드 카메라를 사용하는 데 드는 비용 때문이었다.1958년까지 육군 신호 부대가 개발한 TIROS와 뱅가드의 초기 프로토타입을 제작했다.[3]최초의 기상 위성인 뱅가드 2호는 1959년 [4]2월 17일 발사되었다.그것은 구름 덮개와 저항을 측정하도록 설계되었지만, 낮은 회전축과 타원 궤도로 인해 눈에 띄는 양의 유용한 데이터를 수집하지 못했습니다.익스플로러 VI와 VII 위성은 날씨와 관련된 [3]실험도 포함하고 있다.

성공적이라고 여겨지는 첫 번째 기상 위성은 [5]1960년 4월 1일 NASA에 의해 발사된 TIROS-1이었다.TIROS는 78일 동안 운영되었고 뱅가드2보다 훨씬 더 성공적이었다.TIROS는 Nimbus 프로그램을 위한 길을 열어줬는데, Nimbus 프로그램은 그 이후 NASA와 NOAA가 발사한 대부분의 지구 관측 위성의 유산이다.1969년 님버스 3호 위성을 시작으로 대류권 기둥을 통한 온도 정보가 동대서양과 태평양 대부분에서 위성에 의해 검색되기 시작하면서 일기예보가 [6]크게 개선되었다.

ESA와 NOAA 극궤도 위성은 1960년대 후반부터 그 뒤를 이었다.정지궤도 위성은 1960년대 후반과 1970년대 초반의 ATS와 SMS 시리즈를 시작으로 1970년대 이후 GOES 시리즈로 이어졌다.QuikScat와 TRMM과 같은 극지 궤도 위성은 1970년대 후반부터 레이더 디스플레이와 유사한 마이크로파 영상으로 해양 표면 근처의 바람 정보를 전달하기 시작했고, 이는 2000년대와 2010년대에 열대 저기압의 강도, 강도 및 위치 진단을 크게 향상시켰다.

NOAA가 소유한 DSCOVR 위성은 2015년에 발사되었고 우주 날씨를 관측하고 예측할 수 있는 최초의 심우주 위성이 되었다.그것은 태양풍과 지자기 폭풍과 같은 잠재적으로 위험한 날씨를 탐지할 수 있다.이것은 2010년대 [7]후반부터 인류가 정확하고 선제적인 우주 기상 예보를 할 수 있는 능력을 부여해 왔다.

관찰

관측은 일반적으로 전자기 스펙트럼의 다른 '채널', 특히 가시 및 적외선 부분을 통해 이루어진다.

이러한 채널에는 다음이 포함됩니다.[8][9]

  • 가시광선 및 근적외선: 0.6~1.6μm – 낮 동안 구름 커버 기록용
  • 적외선: 3.9~7.3μm(수증기), 8.7~13.4μm(열 이미징)

가시 스펙트럼

지역 낮 시간 동안 기상 위성의 가시광선 이미지는 일반인들도 쉽게 이해할 수 있습니다. 구름, 전선, 열대 폭풍, 호수, 숲, 산, 눈 얼음, 화재, 연기, 스모그, 먼지 및 아지랑이와 같은 오염 시스템, 구름 시스템은 쉽게 나타납니다.바람도 구름 패턴, 정렬 및 연속된 [10]사진으로부터의 움직임에 의해 결정됩니다.

적외선 스펙트럼

스캐닝 방사계라고 불리는 센서에 의해 기록된 열 또는 적외선 이미지는 숙련된 분석가가 구름의 높이와 종류를 결정하고, 육지와 지표수의 온도를 계산하고, 해양 표면의 특징을 찾을 수 있도록 합니다.적외선 위성 이미지는 따뜻한 눈의 온도와 주변의 차가운 구름 꼭대기 사이의 차이를 사용해 강도를 결정할 수 있는 드보락 기법을 사용하여 눈에 보이는 눈 패턴을 가진 열대성 사이클론에 효과적으로 사용할 수 있다(추운 구름 꼭대기는 일반적으로 더 강한 [11]폭풍을 나타낸다).적외선 사진은 해운업계에 귀중한 해류인 해류나 만류 같은 해류를 묘사한다.어부들과 농부들은 농작물을 서리로부터 보호하거나 바다로부터의 어획량을 늘리기 위해 땅과 물의 온도를 아는 것에 관심이 있다.심지어 엘니뇨 현상도 발견할 수 있다.색상 디지털화 기법을 사용하여 회색 음영 처리된 열 이미지를 색상으로 변환하여 원하는 정보를 쉽게 식별할 수 있습니다.

종류들

정지상태의 히마와리 8호 위성의 첫 실제 색상 합성 PNG 이미지

각각의 기상 위성은 정지궤도와 극궤도의 두 가지 다른 종류 중 하나를 사용하도록 설계되었다.

정지 상태

"정지 기상 위성"이 여기로 리디렉션됩니다.정지 기상 위성이라고 하는 일본의 위성은, 히마와리(위성)를 참조해 주세요.

정지 기상 위성은 35,880 킬로미터의 고도에서 지구 주위를 돈다.이 궤도 때문에, 그들은 자전하는 지구에 대해 정지해 있기 때문에 가시광선과 적외선 센서로 아래 반구 전체의 영상을 연속적으로 기록하거나 전송할 수 있다.뉴스 매체는 매일 기상 프레젠테이션에서 정지 사진을 단일 영상으로 사용하거나 영화 루프 형태로 만듭니다.이러한 정보는 www.noaa.gov의 시예보 페이지([12]텍사스주 댈러스)에서도 이용할 수 있습니다.

정지 기상 우주선 몇 대가 운행 중이다.미국의 GOES 시리즈는 GOES-15, GOES-16, GOES-17 등 3개가 가동되고 있으며,[13] GOES-16과 GOES-17은 각각 대서양과 태평양 상공에서 정지해 있다.GOES-15는 2019년 [14]7월 초에 퇴역했다.

미국해양대기협회(NOAA)가 보유하고 있던 위성 GOES 13은 2019년 미 우주군으로 넘어와 EWS-G1로 이름을 바꾸면서 미국 [15]국방부가 소유하고 운영하는 최초의 정지궤도위성이 되었다.

러시아의 신세대 기상위성 엘렉트로-L 1호는 인도양 상공에서 섭씨 76도에서 작동한다.일본은 태평양 중부의 MTSAT-2가 145°E, 히마와리 8이 140°E에 위치하고 있다.유럽인들은 4개의 Meteosat-8(3.5)을 운용하고 있다.°W) 및 Meteosat-9(0°)인도양 상공에 메테오샛-6(63°E)과 메테오샛-7(57.5°E)이 있다.중국은 현재 4개의 펑윈 정지궤도위성(FY-2E는 86.5°E, FY-2F는 123.5)을 보유하고 있다.105°E에서는 FY-2G, 104.5°E에서는 FY-4A가 동작합니다.[16]인도는 또한 기상학적 목적을 위해 기구를 운반하는 INSAT라고 불리는 정지궤도위성을 운영하고 있다.

극궤도

LEO 기상 위성을 추적하기 위한 컴퓨터 제어 전동 포물선 접시 안테나.

북극 궤도를 도는 기상 위성은 북극에서 남극으로 850km(530마일)의 전형적인 고도에서 지구를 돌며 계속 비행한다.극지 궤도를 도는 기상 위성들은 태양 동기 궤도에 있는데, 이것은 그들이 지구 상의 어느 곳에서도 관측할 수 있고 거의 일정한 태양 시간 때문에 매일 같은 일반적인 조명 조건으로 모든 장소를 두 번 볼 수 있다는 것을 의미한다.극궤도 기상 위성은 지구와의 근접성 때문에 정지 상태의 위성보다 훨씬 더 나은 해상도를 제공한다.

미국은 현재 NOAA-15, NOAA-18 및 NOAA-19(POES)와 NOAA-20(JPSS)의 극궤도 기상 위성 NOAA 시리즈를 보유하고 있다.유럽에는 EUMETSAT에 의해 운영되는 Metop-A, Metop-B 및 Metop-C 위성이 있다.러시아는 Meteor와 RESURS 시리즈의 위성을 보유하고 있다.중국에는 FY-3A, 3B, 3C가 있습니다.인도에는 극지 궤도 위성도 있다.

DMSP

137MHz LEO 기상 위성 송신 수신용 턴스타일 안테나

미국 국방부의 기상 위성(DMSP)은 거대한 유조선과 거의 같은 '작은' 물체를 감지하는 능력으로 모든 기상 차량 중 가장 뛰어난 것을 "보"할 수 있다.게다가 궤도에 있는 모든 기상 위성들 중에서 DMSP만이 밤에 시각적으로 볼 수 있다.가장 장관인 사진들 중 일부는 야간 시각 센서에 의해 기록되었다; 도시의 불빛, 화산, 화재, 번개, 유성, 유전 연소, 그리고 오로라 보렐리스와 오로라 오스트랄리스는 450마일 높이의 이 우주선의 낮은 달빛 센서에 의해 포착되었다.

동시에, 고속도로 신호등뿐만 아니라 주요 도시와 심지어 소도시도 눈에 띄기 때문에 에너지 사용과 도시 성장을 감시할 수 있다.이것은 천문학자들에게 빛 오염에 대해 알려준다.1977년의 뉴욕시 블랙아웃은 야간 궤도 탐사선 DMSP 우주선에 의해 포착되었다.

도시의 불빛을 감시할 뿐만 아니라, 이 사진들은 화재를 감지하고 감시하는 데 생명을 구하는 자산이다.위성은 밤낮으로 화재를 시각적으로 볼 수 있을 뿐만 아니라, 이 기상 위성들에 탑재된 열과 적외선 스캐너로 연기가 나는 지구 표면 아래에서 잠재적인 화재원을 탐지한다.일단 불이 감지되면, 같은 기상 위성이 바람을 부채질하거나 불을 확산시킬 수 있는 중요한 정보를 제공한다.우주에서 찍은 이 구름 사진들은 소방관에게 언제 비가 올지 말해준다.

가장 극적인 사진들 중 일부는 이라크 군대가 1991년 2월 23일 도망치기 시작한 600개의 쿠웨이트 석유 화재를 보여주었다.야간 사진들은 거대한 섬광을 보였는데, 이는 인구 밀집 지역의 빛을 훨씬 능가하는 것이었다.그 화재는 수백만 갤런의 기름을 소비했다; 마지막 화재는 1991년 11월 6일에 뿌려졌다.

사용하다

GOES-17 위성에서 미국 중부 상공의 폭풍 적외선 이미지

특히 시에라 네바다의 설원 모니터링은 수문학자가 미국 서부의 유역에 필수적인 유출에 사용할 수 있는 설원을 추적하는 데 도움이 될 수 있다.이 정보는 미국 정부의 모든 기관의 기존 위성을 통해 수집됩니다(현지 및 현지 측정).얼음 덩어리, 팩, 그리고 버그는 또한 기상 우주선에서 위치를 찾고 추적할 수 있습니다.

자연이 만든 것이든 인간이 만든 것이든 오염도 정확히 짚어낼 수 있다.시각과 적외선 사진은 지구 전체에 걸쳐 각각의 지역에서 발생하는 오염의 영향을 보여준다.항공기와 로켓 오염, 응결 흔적도 발견할 수 있다.우주 사진으로부터 수집된 해류와 낮은 수준의 바람 정보는 해양 기름 유출의 범위와 움직임을 예측하는 데 도움을 줄 수 있다.거의 매년 여름, 아프리카 사하라 사막의 모래와 먼지가 대서양의 적도 지역을 가로질러 이동한다.GOEST-EAST 사진을 통해 기상학자들은 이 모래 구름을 관측, 추적 및 예측할 수 있습니다.모래 구름은 시야를 줄이고 호흡 장애를 일으킬 뿐만 아니라 열대 지방의 태양 복사 균형을 조정함으로써 허리케인 형성을 억제한다.아시아와 중국 본토에 있는 다른 먼지 폭풍은 흔하고 발견과 감시가 쉬우며, 최근의 먼지들이 태평양을 가로질러 북미에 도달한 사례도 있다.

현지 관측자가 거의 없는 세계 외딴 지역에서는 화재가 며칠, 심지어 몇 주 동안 걷잡을 수 없이 번지고 당국에 경보가 발령되기 전에 수백만 에이커를 태울 수 있습니다.기상 위성은 이러한 상황에서 엄청난 자산이 될 수 있다.야간 사진에는 가스와 유전의 소실도 보인다.대기 온도와 습기 프로파일은 1969년부터 [17]기상 위성에 의해 측정되어 왔다.

비이미징 센서

다음 항목도 참조하십시오.대기 측심
상세 정보:위성 온도 측정

모든 기상 위성이 직접 상상하는 것은 아니다.일부 위성은 한 번에 하나의 픽셀을 측정하는 사운더입니다.수평 공간 분해능은 없지만 수직 대기층을 해결할 수 있는 경우가 많습니다.위성 지상 궤도를 따라 소리를 내는 것은 나중에 지도를 형성하기 위해 그리드로 표시할 수 있습니다.

국제 규정

기상관측위성시스템, NOAA-M 우주크릿프트

국제전기통신연합(ITU)에 따르면, 기상 위성 서비스(기상 위성 무선 통신 서비스)는 ITU 무선 규정(R)[18] 제1.52조에 따라 기상 목적을 위한 지구 탐사 위성 서비스로 정의된다.»

분류

이 무선통신 서비스는 ITU 무선규정 (제1조)에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
고정 서비스 (제1.20조)

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지구 탐사 위성(지구 대 우주)
기상 위성(지구 대 우주)
고정된.
항공용 모바일 이외의 모바일
817.50-8821.50MHz 기상 위성(지구 대 우주)
기타 서비스

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ NESDIS, 위성.[link가 작동하지 않음]2008년 7월 4일에 취득.
  2. ^ NOAA, NOAA 인공위성, 과학자들이 St. Mount.를 감시합니다. 폭발 가능성을 위한 헬리콥터.2008년 7월 4일에 취득.
  3. ^ a b Janice Hill (1991). Weather From Above: America's Meteorological Satellites. Smithsonian Institution. pp. 4–7. ISBN 978-0-87474-394-4.
  4. ^ "VANGUARD - A HISTORY, CHAPTER 12, SUCCESS - AND AFTER". NASA. Archived from the original on May 9, 2008.
  5. ^ "U.S. Launches Camera Weather Satellite". The Fresno Bee. AP and UPI. April 1, 1960. pp. 1a, 4a.
  6. ^ National Environmental Satellite Center (January 1970). "SIRS and the Improved Marine Weather Forecast". Mariners Weather Log. Environmental Science Services Administration. 14 (1): 12–15.
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  8. ^ EUMETSAT – MSG 스펙트럼 2007년 11월 28일 Wayback Machine에서 아카이브 완료 (PDF)
  9. ^ EUMETSAT – MFG 페이로드 2012년 12월 12일 아카이브.오늘
  10. ^ A. F. 하슬러, K. 팔라니아판, C. 캄함메투, P. 블랙, E.얼혼과 D.체스터.GOES 1분 이미지에서 성숙한 열대 저기압의 내핵과 눈 안의 고해상도 풍장.2008-07-04에 취득.
  11. ^ 크리스 랜드시.제목 : H1) 드보락 기법은 무엇이며, 어떻게 사용되는가?2009년 1월 3일에 취득.
  12. ^ Service, US Department of Commerce, NOAA, National Weather. "National Weather Service".
  13. ^ Tollefson, Jeff (March 2, 2018). "Latest US weather satellite highlights forecasting challenges". Nature. 555 (7695): 154. Bibcode:2018Natur.555..154T. doi:10.1038/d41586-018-02630-w.
  14. ^ "GOES-17 Transition to Operations │ GOES-R Series". www.goes-r.gov. Retrieved May 26, 2019.
  15. ^ Balmasseda M, A Barros, S Hagos, B Kirtman, H-Y Ma, Y Ming, A Pendergrass, V Tallapragada, E Thompson.2020. "NOAA-DOE 강수 프로세스 및 예측 가능성 워크숍" 미국 에너지부와 미 상무부 NOAA; DOE/SC-0203; NOAA 기술 보고서 OAR CPO-9
  16. ^ "卫星运行" [Satellite Operation]. National Satellite Meteorological Center of CMA (in Chinese). Archived from the original on August 28, 2015.
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  18. ^ ITU 무선규정, 섹션 IV무선국 및 시스템 – 제1.52조 정의: 기상 위성 서비스/기상 위성 무선 통신 서비스
  19. ^ ITU 무선 규제, 제II장 – 주파수, 제5조 주파수 할당, 섹션 IV – 주파수 할당표

외부 링크

Wikimedia Commons에는 기상 위성과 관련된 매체가 있습니다.
이론.
데이터.
정부 정책